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計算機輔助設(shè)計基礎(chǔ) 教材:AutoCAD計算機輔助設(shè)計（土木工程類） 編著:王茹 雷光明 出版社:人民郵電出版社 平時成績:作業(yè)+考勤 考查方式: 閉卷考試 期末成績:平時成績（40%）+考試成績（60%） 主講:喬婉風 副教授 手機:13995505928 E-MAIL:Qiaowf@163.com 第1章 計算機繪圖的基本知識 學習目的與要求 了解計算機繪圖和計算機設(shè)計的基本概念和關(guān)系，熟悉計算機繪圖的應用范圍，了解常用計算機繪圖軟件，掌握學習計算機繪圖軟件的基本方法和要領(lǐng) 1.1 計算機繪圖與計算機輔助設(shè)計 計算機輔助設(shè)計（CAD）：是指利用計算機系統(tǒng)進行工程或產(chǎn)品設(shè)計的整個過程， 從資料檢索、方案設(shè)計、產(chǎn)品數(shù)字模型構(gòu)建、工程分析、創(chuàng)建工程圖到設(shè)計的最終完成，貫穿于工程或產(chǎn)品設(shè)計的整個過程，在設(shè)計中的各個階段計算機以其強大的計算能力發(fā)揮著輔助設(shè)計功能。 隨著計算機軟硬件的發(fā)展，計算機的計算能力大大提高，使得計算機能夠用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理的各個方面，大大拓寬了計算機輔助設(shè)計的概念，當前計算機輔助設(shè)計是一個涵蓋了包括CAD/CAE/CAM的集成應用系統(tǒng)。 計算機繪圖：是組成計算機輔助設(shè)計的一小部分，是利用工具完成工程圖樣繪制和打印輸出的工作過程，是研究計算機圖形生成、處理和輸出的原理與方法。 計算機繪圖進入高技術(shù)階段的主要標志： （1）由靜態(tài)繪圖向交互繪圖、動態(tài)分析方向發(fā)展 （2）由二維繪圖軟件向三維實體造型方向發(fā)展 （3）向建筑信息模型（BIM）CAD系統(tǒng)方向發(fā)展 BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對該工程項目相關(guān)信息的詳盡表達。 BIM的結(jié)構(gòu)是一個包含有數(shù)據(jù)模型和行為模型的復合結(jié)構(gòu)，它除了包含與幾何圖形及數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)模型外，還包含與管理有關(guān)的行為模型。BIMCAD系統(tǒng)中的三維實體是包含了空間幾何、材料、構(gòu)造、造價等全信息虛擬構(gòu)件或物體，因而可用于模擬現(xiàn)實世界的行為。 1.2 計算機繪圖的應用 1.機械CAD;2.土木建筑CAD;3.電子CAD 4.計算機輔助工業(yè)設(shè)計CAD；5.地圖CAD 1.3 常用計算機繪圖軟件簡介 1.AutoCAD AutoCAD是美國Autodesk公司開發(fā)一個交互式繪圖軟件，是用于二維及三維設(shè)計、繪圖的系統(tǒng)工具，用戶可以使用它來創(chuàng)建、瀏覽管理、打印、輸出、共享及準確復用富含信息的設(shè)計圖形。 AutoCAD目前是世界上應用最廣的CAD軟件之一，由于AutoCAD軟件設(shè)計的初衷是服務于二維繪圖，因此在二維圖形的輔助設(shè)計方面功能強大，使用方便，成本低廉，受到廣大用戶的喜愛，它在二維CAD的市場占有率位居世界第一。 AutoCAD軟件具有以下特點： 1.具有完善的圖形繪制功能； 2.具有強大的圖形編輯功能； 3.可以采用多種方式進行二次開發(fā)或用戶定制； 4.可以進行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強的數(shù)據(jù)交換能力； 5.支持多種硬件設(shè)備； 6.支持多種操作平臺； 7.具有通用性、易用性，適用于各類用戶。 第2章 建筑制圖與AotoCAD基礎(chǔ)知識 2.1 建筑制圖基本知識 現(xiàn)行的有關(guān)房屋建筑制圖的國家標準共6項：《房屋建筑制圖統(tǒng)一標準》（GB/T50001-2001） 《總圖制圖標準》（GB/T50103-2001） 《建筑制圖標準》 （GB/T50104-2001） 《建筑結(jié)構(gòu)制圖標準》 （GB/T50105-2001） 《給水排水制圖標準》 （GB/T50106-2001） 《暖通空調(diào)制圖標準》 （GB/T50114-2001） 第3章 AutoCAD操作的基本知識 學習目的與要求：掌握AutoCAD操作的基本知識是熟練應用AutoCAD進行繪圖設(shè)計的基礎(chǔ)。本章主要根據(jù)AutoCAD軟件的應用特點，針對其主要是功能、工作界面和繪圖基本操作進行詳細介紹，本章內(nèi)容是AutoCAD軟件的操作應用基礎(chǔ)。 3.1 AutoCAD20 的啟動與退出 3.2 AutoCAD20 的工作界面 1.標題欄：顯示軟件名稱和當前打開文件名 2.菜單欄：提供AutoCAD經(jīng)典界面的所有菜單文件。 此外還有右鍵快捷菜單 3.工具欄：包含了AutoCAD中所有的命令。默認狀態(tài)下的五個工具欄是：標準工具欄、圖層工具欄、特性工具欄、繪圖工具欄、修改工具欄。 4.信息中心：用戶可利用信息中心以關(guān)鍵字或短語的形式查詢和搜索各種信息源，用戶還可以通過信息中心輕松訪問產(chǎn)品更新和通告。 5.繪圖區(qū)：是AutoCAD工作界面上最大的空白窗口，也稱視圖窗口、視窗，它是用于繪制圖形的區(qū)域。在AutoCAD繪圖區(qū)中有十字光標、坐標圖標。 6.命令提示窗口：它由命令行和命令歷史窗口共同組成。命令行顯示的是用戶通過鍵盤輸入的命令信息，而命令歷史窗口中含有AutoCAD啟動后的所有信息中的最新信息。命令歷史窗口與繪圖窗口之間可以通過F2功能進行切換。 7.狀態(tài)欄：顯示當前十字光標的三維坐標，AutoCAD繪圖輔助工具的切換按鈕和其他工具按鈕。 3.4命令輸入方式 3.4.1 常用命令輸入方式 鍵盤輸入 下拉菜單輸入 工具欄圖標輸入 屏幕菜單輸入 3.4.2 透明命令的使用 AutoCAD允許透明地使用一些命令，也就是在使用命令的過程中可以嵌套地執(zhí)行另一個命令。這些透明命令通常是一些可以改變圖形設(shè)置或繪圖工具的命令，如捕捉、縮放等命令。 3.4.3 命令重復、終止 如果要重復執(zhí)行同一個命令，可以直接在鍵盤上按“Enter”或“空格”鍵，也可按右鍵快捷菜單。 終止命令直接按“ESC”鍵。 3.5 AutoCAD的坐標系統(tǒng)和數(shù)據(jù)輸入方法 AutoCAD采用兩種坐標系統(tǒng)：世界坐標系統(tǒng)（WCS）和用戶坐標系統(tǒng)（UCS） 常用的數(shù)據(jù)輸入方法包括：數(shù)值輸入、坐標輸入、距離輸入和角度輸入。 3.5.1 坐標系統(tǒng) 1.世界坐標系 2.用戶坐標系建立UCS的操作： 命令行：UCS 工具欄： 下拉菜單：工具/新建UCS/原點 3.5.2 坐標的輸入 1.絕對直角坐標輸入 X，y，z， 即10，20，30 2.相對直角坐標輸入 @ X，y，z， 即@ 10，20，30 3.絕對極坐標輸入 長度<角度 如 30<45 4.相對極坐標輸入 @長度<角度 如 @ 30<45 3.5.3 數(shù)值的輸入 AutoCAD的有些命令在執(zhí)行過程中需要輸入數(shù)值，這些數(shù)值包括高度、寬度、長度、行數(shù)或列數(shù)、行間距及列間距等。數(shù)值的輸入方式包括兩種形式： 從鍵盤直接輸入數(shù)值 用光標在屏幕上指定兩點，兩點之間的距離作為輸入數(shù)值。 3.5.4 距離的輸入 用鍵盤在命令行直接輸入距離數(shù)值 用光標在屏幕上指定兩點，以兩點的距離作為輸入數(shù)值 3.5.5 角度的輸入 從鍵盤直接輸入角度數(shù)值 可以用光標在屏幕上定位兩點，這兩點間的連線與X軸正方向的夾角作為角度輸入值，兩點連線的正方向為起始點到終點的方向。 有時可以輸入一點，則將該點作為角度輸入的終邊上的一點。 角度輸入可采用十進制度數(shù)、百分度、度/分/秒、弧度等單位，用”UNITS“命令設(shè)置。 3.5.6動態(tài)數(shù)據(jù)輸入 在AutoCAD中提供了”動態(tài)輸入“工具，當”動態(tài)輸入”啟用時，光標附近會出現(xiàn)一個命令界面，使用戶可以專注于繪圖區(qū)域，無需觀看命令窗口的提示，方便繪圖。 3.6 繪圖環(huán)境的設(shè)置 3.6.1 設(shè)置圖層 在AutoCAD中，圖層可用于對圖形對象進行分類管理和控制。根據(jù)繪圖需要，用戶可以建立若干個圖層，通過設(shè)置圖層特性，如：層名、顏色、線型、線寬等，將具有相同特性的圖形對象置于同一層中，不同特性的圖形對象置于不同層中，實現(xiàn)了圖形的分類管理，便于圖形的使用和修改。 圖層類似于透明圖紙，利用圖層可以將一個復雜的圖樣分解成若干性質(zhì)相同的圖形單元，這些圖形單元分別置于層中，通過層的疊加組合成一個完整的工程圖樣。利用圖層的優(yōu)點在于： 可以統(tǒng)一設(shè)置和管理圖形對象的特性，如顏色、線型和線寬等 利用圖層管理功能（打開/關(guān)閉、凍結(jié)/解凍、鎖定/解鎖等）可以方便地對某一層或多層的圖形對象進行統(tǒng)一編輯 圖層無厚度并且透明，各圖層具有相同的坐標系、繪圖界限，顯示時具有相同的縮放倍數(shù)，各層完全對齊并且可以進行圖形對象的編輯操作 一個圖形中可以包含無數(shù)多個圖層，每個圖層上可以繪制無數(shù)多個圖形對象 1.新建圖層 操作如下： 命令行：LAYER或LY 工具欄： 下拉菜單：”格式/圖層…“ 2.刪除圖層 不能刪除圖層的幾種情況： 0層和定義點不能刪除 當前圖層 包含對象的圖層 依賴外部參照的圖層 3.設(shè)置當前層 當前層是指用戶當前的繪圖層，用戶只能在當前層中進行繪圖，所繪圖形對象具有層所設(shè)置的特性 當前層不能刪除，當前層可以關(guān)閉但有提示，當前層不能凍結(jié)。 4.設(shè)置圖層特性 可以設(shè)置圖層的顏色、線型和線寬，同一圖層的對象不一定具有相同的特性。 5.設(shè)置圖層的狀態(tài) 打開/關(guān)閉：當圖層處于打開狀態(tài)時，圖層上的圖形可見，而且可以對其進行編輯和打印;當圖層處于關(guān)閉狀態(tài)時，圖層上的圖形不可見，而且也不可對其進行編輯和打印. 凍結(jié)/解凍：當圖層處于凍結(jié)狀態(tài)時，圖層上的圖形不可見，并且不能對其進行編輯、打印、重生成和渲染等。當圖層處于解凍時，圖層上的圖形可見，并且可以對其編輯、打印、重生成和渲染等。 [注意]關(guān)閉和凍結(jié)圖層上的對象都不可見和不能打印輸出。但圖層一旦被凍結(jié)，將不參加運算處理，這樣可以增強對象的選擇性能和減少復雜圖形的生成時間。在繪圖過程中，通常將長時間不用看的圖層進行凍結(jié)。 鎖定/解鎖：當圖層處于鎖定狀態(tài)時，圖層上的圖形可見，但不能對其選擇或編組。當只想查看圖層信息而不編輯其對象時，可將圖層鎖定。 [注意]雖然鎖定圖層上的對象不可以選擇或編輯，但可以使用捕捉功能及執(zhí)行不修改對象的其他操作。 3.6.2 設(shè)置圖形界限 AutoCAD系統(tǒng)中繪圖區(qū)域可以無限大小，為了確定用戶實際繪圖區(qū)域（圖紙）的大小，用戶需要設(shè)置繪圖界限。操作方式如下： 命令行：LIMITS 下拉菜單：格式/圖形界限 3.6.3 設(shè)置繪圖單位 操作方式： 命令行：UNITS 工具欄： 下拉菜單：格式/單位 3.6.4 設(shè)置繪圖區(qū)域顏色 下拉菜單：工具/選項/顯示/顏色 3.6.5 設(shè)置光標大小 工具/選項/顯示/十字光標大小 3.7精確繪圖功能的設(shè)置 3.7.1 捕捉與柵格 捕捉：可用于設(shè)置繪圖時光標移動時的間距 柵格：為屏幕上的點陣，用于提供繪圖時距離和位置參考。啟用柵格后，工作區(qū)的繪圖界限內(nèi)會以點陣形式顯示，柵格不是圖形對象，不會被打印出來。 操作方式： 下拉菜單：工具/草圖設(shè)置 狀態(tài)欄：捕捉、柵格 3.7.2 正交：將光標固定在水平和垂直方向。 操作方式如下： 命令窗口：ORTHO 狀態(tài)欄:正交 按F8鍵 3.7.3 對象捕捉：將指定點限制在現(xiàn)有對象的確切位置上(即對象的特殊點上)，從而可以迅速精確地定位. [操作方式] 工具欄: 狀態(tài)欄:對象捕捉或按F3 快捷菜單:SHIFT+鼠標右鍵 命令行:OSNAP 【注意】對象捕捉與捕捉的區(qū)別：捕捉是將繪圖光標鎖定在柵格點上，無論是否執(zhí)行繪圖命令，啟用“捕捉”功能后捕捉將一直有效的；對象捕捉只在繪圖命令執(zhí)行過程中有效，捕捉點為已繪圖形上的特殊點。 3.7.4 極軸追蹤：用于繪制指定的角度圖線。用戶在“極軸追蹤”模式下確定目標點時，系統(tǒng)會在光標接近設(shè)定的角度方向上顯示臨時的對齊路徑，并自動地在對齊路徑上捕捉距離光標最近的點（即極軸角固定、極軸距離可變），同時給出該點的信息提示，用戶可據(jù)此準確地確定目標點。 【操作方式】 狀態(tài)欄:極軸追蹤 按功能鍵F10 工具/草圖設(shè)置 （此項操作可設(shè)定極軸角度） 幾個選項的含義： 增量角：系統(tǒng)將沿與增量角成整數(shù)倍數(shù)的方向上指定點的位置。 附加角:只對設(shè)置的單一角有效，最多可設(shè)置10個。 絕對：以當前坐標系為基準計算極軸追蹤者角。 相對上一段：以最后創(chuàng)建的兩個點之間的直線為基準計算極軸追蹤角。 3.7.5 顯示控制命令 1.圖形縮放 菜單:視圖/縮放 命令行:ZOOM | Z [選項] 實時 移動放大鏡可實現(xiàn)對圖形的縮放顯示 注意: 當移動鼠標到”+”或”-”號消失時，表示已達縮放的極限. 全部(A):在當前視口中縮放顯示整個圖形。 注意:當圖形所在區(qū)域在定義的圖形界限內(nèi)時，顯示圖形界限;當圖形所在區(qū)域超出圖形界限時，顯示圖形所在區(qū)域. 中心點(C):縮放顯示由中心點和放大比例（或高度）所定義的窗口。 注意:高度值指所要顯示圖形本身占屏幕的高度值.高度值較小時，放大圖形，高度值較大時，縮小圖形. 動態(tài)(D):縮放顯示在視圖框中的部分圖形。 范圍(E):縮放以顯示圖形范圍并使所有對象最大顯示。 上一個(P ):縮放顯示上一個視圖。 最多可恢復此前的 10 個視圖。 比例(S):以指定的比例因子縮放顯示。 窗口(W ):縮放顯示由兩個角點定義的矩形窗口框定的區(qū)域。 對象(O):縮放以便盡可能大地顯示一個或多個選定的對象并使其位于繪圖區(qū)域的中心。 可以在啟動 ZOOM 命令之前或之后選擇對象。 2.平移命令 在當前視口中移動視圖 工具欄: 菜單:視圖/平移 命令行:PAN 3 .鳥瞰視圖 顯示整個圖形，用一個寬邊框標記當前視圖。 菜單欄:視圖/鳥瞰視圖 命令行:dsviewer 通過放大、縮小圖形或在“鳥瞰視圖”窗口顯示整個圖形來改變“鳥瞰視圖”的縮放比例。 3.8 文件管理功能 打開文件 另存為 保存文件 .dwg格式：標準AutoCAD各版本的圖形文件 .dws格式：用來創(chuàng)建定義圖層特性、標注樣式、線型和文字樣式的標準文件。 .dwt格式：圖形樣板文件. 有兩種方式創(chuàng)建： AUTOCAD所提供的圖形樣板文件 自定義的樣板文件 .dxf格式：是一種被廣泛支持的矢量圖形格式，文件可以直接采用文本編輯器閱讀，它用于在應用程序之間共享圖形數(shù)據(jù)。 3.9 使用幫助 使用幫助文件 使用F1鍵 3.10 基本二維圖形的繪圖步驟 (1)設(shè)定繪圖環(huán)境 主要的設(shè)定有:繪圖單位與圖形界限，設(shè)置圖層，設(shè)置正交、捕捉功能等以便輔助準確繪圖。 (2)繪制、編輯圖形對象 (3)繪制填充圖案 (4)標注尺寸、文本 (5)定義和插入圖幅 (6)保存圖形、按比例輸出圖形qv3紅軟基地

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